基于学科交叉融合的地方高校新畜科人才培养探索与实践

新农科建设已经到了“大田耕作”的时代,多学科交叉融合在畜牧业中得到普遍应用,畜牧业实现了高质量发展。动物科学专业是新畜科人才培养的摇篮,人才培养既要符合新农科建设内涵,也要符合现代畜牧业发展需求。本文针对动物科学专业的人才培养方案、多学科交叉课程体系、交叉学科教育背景的师资队伍、多学科交叉的教学资源平台以及多学科融合的实践课程体系等方面,介绍了四川农业大学动物科学专业多学科交叉融合的做法和经验。

14个山羊群体FGF5座位c.-253G>A和507 bp缺失的遗传分析

为鉴定与绒山羊绒毛长度性状有关的分子标记,为遗传改良提供理论依据,该研究利用PCR-RFLP对来自14个群体的608只山羊FGF5座位c.-253G>A和507 bp缺失进行基因分型,检测2个位点的等位基因频率,并分析其与海拔、年平均气温的相关性。结果表明,在5个绒山羊群体和3个肉绒兼用藏山羊群体中,c.-253G>A位点的突变A等位基因和507 bp缺失位点的Mut等位基因频率分别为60.9%~98.3%和95.7%~100%。在6个低海拔肉皮兼用或肉用群体中,A和Mut等位基因的频率分别为0~51.3%和0.7%~47.5%。除昌都藏山羊群体,13个山羊群体在2个位点均处于Hardy-Weinberg平衡。2个突变位点等位基因频率与海拔高度和年平均气温均呈极显著相关(P<0.001)。由此可知,FGF5座位c.-253G>A和507 bp 2个突变位点等位基因频率在高海拔且气温较低地区的绒山羊品种中极高,应是调控山羊绒毛长度的重要位点,可作为绒山羊遗传改良的分子标记。

奶牛体细胞评分的变化规律研究

【目的】研究影响奶牛体细胞评分(SCS)的因素,为奶牛体细胞评分性状的遗传分析和乳房炎防治提供依据。【方法】收集2000-10-2009-03西安地区2个奶牛场575头中国荷斯坦牛的10 620条奶牛群改良(DHI)测定记录,应用最小二乘法原理,配合线性固定效应模型,分析了牧场、年份、月份、胎次、泌乳月份等因素对SCS的影响。【结果】不同水平的牧场、年份、月份、胎次、泌乳月份对SCS影响的差异显著性分析表明,生产管理因素显著影响牛群的SCS(P<0.05);随着DHI项目的实施,牛群SCS值逐年显著降低(P<0.05);夏季高温和冬季低温显著提高SCS值(P<0.05);伴随胎次和泌乳月份的增加,SCS不断升高(P<0.05)。【结论】通过改善挤奶技术、加强卫生管理等措施,能够降低SCS。在体细胞评分性状的遗传分析中,必须考虑环境和生理因素的效应。

简州大耳羊早期胎儿到新出生阶段背最长肌中可变剪接的鉴定与分析

可变剪接广泛存在于动植物的各个组织中,是形成动植物体内蛋白质多样性和复杂性的重要机制之一。以简州大耳羊为研究对象,采集母羊妊娠期第45天、60天、105天胎儿以及出生后第3天羔羊的背最长肌组织,进行转录组测序。测序数据经比对、组装后,共鉴定出来自于4 562个(16.77%)已注释基因的137 308个可变剪接事件。其中,所占比例最高的类型为外显子跳跃(30.64%),而3′端可变剪接位点、内含子保留、5′端可变剪接位点的比例分别为19.47%、18.07%和10.92%。对RBMs、HNRNPs和SRSFs 3类可变剪接调控因子中58个基因表达量分析表明,19个基因的表达量呈现显著差异(P<0.05);其中15个基因在妊娠期第45天和第60天的表达量显著高于其他2个阶段。GO功能注释和富集分析结果表明,4个阶段均发生可变剪接的基因显著富集在细胞表达调控和物质合成等过程(P<0.05)。值得注意的是,在妊娠期第60天,可变剪接事件、可变剪接基因的数量和可变剪接因子表达量均显著高于其他阶段,并且特异性基因显著富集在有丝分裂和大分子合成相关过程。上述结果表明,妊娠期第60天胎儿的成肌过程非常活跃,暗示可变剪接在山羊背最长肌发育过程中具有重要作用,为深入探索可变剪接在山羊肌肉发育中的作用提供理论依据。

数量性状全基因组关联分析中上位效应遗传位点检测方法研究进展

数量性状的表型变异受到大量效应微小的遗传位点和诸多环境因素的共同作用,但在数量性状的遗传研究领域,关于不同遗传位点之间加性效应与上位效应相对重要性的认识却存在着分歧。近年来,伴随着全基因组关联分析在人类及家养动物数量性状研究中的发展,在全基因组关联分析的框架内进行上位效应遗传位点的检测越发受到重视。文章以遗传力失踪问题为出发点,首先综述了标记-QTL连锁分析和GWAS框架下传统上位效应遗传位点的检测方法,然后对基于表型方差同质性检验和广义线性混合模型方法的上位效应统计推断以及混杂因素的处理方法进行了总结与梳理,旨在为数量性状全基因规模上位效应的相关研究提供理论参考。

家养动物数量性状全基因组关联研究进展——单标记回归分析策略

全基因组关联分析是一种旨在充分利用群体水平的连锁不平衡,以高密度SNP芯片为技术基础,在全基因组范围内定位影响表型性状的遗传因素的遗传分析方法。对群体分层的主要检测方法、基于单标记线性混合模型策略的GWAS分析方法研究进展及全基因组关联分析样本量的估计予以综述,为家养动物数量性状的主效QTC定位提供参考。

川中黑山羊基因组近交系数和选择信号分析

【目的】旨在利用高密度SNPs评估川中黑山羊的近交水平并鉴定选择信号。【方法】基于41个川中黑山羊全基因组重测序数据筛选全基因组SNPs,分析连锁不平衡、估计有效群体大小并检测长纯合片段(runs of homozygosity,ROH)。使用5种方法(F_(ROH)、F_(UNI)、F_(HOM)、F_(VR1)和F_(VR2))估计个体基因组近交系数并进行比较。采用ROH岛、iHH12和XP-EHH 3种方法,鉴定川中黑山羊中正选择基因。【结果】连锁不平衡分析表明,SNPs之间的物理距离为10 bp时r^(2)为0.51,当此距离增加到1000 bp时r^(2)为0.2。在999世代前川中黑山羊有效群体大小为5696只,而13世代前则降低到190只。基于ROH,川中黑山羊群体的近交主要发生在250~500世代(F_(ROH 0.1-0.2 Mb))和100~250世代(F_(ROH 0.2-0.5 Mb))。另外,F_(ROH)与F_(UNI)和F_(HOM)估计值呈现显著正相关,而F_(UNI)与F_(VR1)的相关性最高(r=0.983)。在鉴定的67个正选择基因中,NCAPG和LCORL在川中黑山羊群体中受到强烈的选择,这两个基因中共存在4个错义突变和2个移码突变。【结论】研究结果为川中黑山羊的遗传改良提供了参考,鉴定到的正选择基因可进一步应用于川中黑山羊的标记辅助选择。

影响家畜耳型变异遗传位点的研究进展

作为家畜的一个重要性状,耳型是家畜品种鉴定的重要指标,家畜小耳畸形还可作为人耳疾病研究的动物模型。目前,利用全基因组连锁分析、关联研究和基因表达数据,在家畜上鉴定到影响耳朵大小、外耳直立性的候选基因主要包括MSRB3和PPARD;特别是PPARD基因内的一个错义突变(G>A,G32E)被认为是影响家猪耳朵大小的因果突变。由于哺乳动物耳朵发育复杂,在不同家畜物种中控制小耳畸形的基因不尽相同,已鉴定到的候选基因包括GATA6、HMX1、HOXA1等。本文综述了影响家畜耳型变异遗传位点的研究进展,旨在为家畜遗传育种工作以及人类耳朵相关疾病研究提供参考。

哺乳动物胰岛素样生长因子酸不稳定亚基的结构与功能

胰岛素样生长因子(Insulin-like growth factors,IGFs)信号系统是动物体内一条重要的信号通路,广泛作用于机体的生长、发育以及疾病的发生和发展等各种生命活动过程。尽管IGFs系统的各种配体、受体和结合蛋白分子的基因结构、功能及作用机制已被深入地研究,但是有关胰岛素样生长因子酸不稳定亚基(Insulin-like growth factor acid-labile subunit,IGFALS)的功能研究却一直局限于其延长IGFs半衰期方面。近年来,越来越多的研究表明IGFALS基因的突变和蛋白表达量的偏低均可能导致动物体生长发育的延迟甚至缺陷。本文综述了IGFALS基因序列特征、IGFALS蛋白的结构特点及其生物学功能以及表达调控的研究进展,旨在为IGFALS的功能及其作用机制的深入研究提供参考。

奶牛乳房炎对奶牛血清若干生化指标的影响

为研究乳房炎对奶牛生理代谢的影响,进而为深入分析乳房炎的致病理提供血液学依据。采用生化分析仪,对奶牛乳房炎感染组和阴性对照组的多项血清指标进行测定。结果表明,感染组和对照组相比,白蛋白(ALB)和丙氨酸氨基转移酶(ALT)等指标差异显著(P<0.05),其中白蛋白差异极显著(P<0.01);而超敏C反应蛋白(Hs-CRP)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、葡萄糖(GLU)和总胆红素(TBIL)质量分数在对照组和感染组,差异不显著。因此,白蛋白和丙氨酸氨基转移酶可作为奶牛乳房炎的血液学指示指标。

TNF-α基因多态性及其与奶牛乳房炎的相关性分析

以417头中国荷斯坦奶牛为研究对象,根据体细胞评分(Somatic cell score,SCS)的大小将该奶牛群体划分为感染牛群(100头)和健康牛群(317头)。通过PCR-RFLP和CRS-RFLP方法检测了肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factor-alpha,TNF-α)基因在荷斯坦奶牛群体中的多态性,并分析这些多态位点和奶牛乳房炎的相关性。研究发现了3个单核苷酸多态位点(Single-nucleotide polymorphism,SNP):第2外显子39bp处G→A的突变;第4外显子293bp处C→T的突变;5′侧翼区(5′-flanking region,5′UTR)C→G的突变。这3个突变位点分别是DraⅠ、AfaⅠ和DdeⅠ限制性内切酶的酶切多态位点,其中DraⅠ为创造酶切位点。经过基因型分析与χ2检验表明:3个酶切多态位点在荷斯坦奶牛群中均未达到Hardy-Weinberg平衡状态。运用SPSS13.0软件,采用最小二乘拟合线性模型分析3个酶切多态位点与SCS的关系,结果表明:AA基因型个体在DraⅠ酶切位点中的SCS显著大于BB及AB基因型个体(P<0.05),BB基因型表现出乳房炎抗性。AfaⅠ酶切位点中BB基因型个体的SCS显著大于AA及AB基因型个体(P<0.05),AA基因型表现出乳房炎抗性。DdeⅠ酶切位点中,AB基因型个体的SCS显著低于AA基因型个体(P<0.05),AB基因型为优良基因型。因此BB、AA、AB基因型分别为DraⅠ、AfaⅠ、DdeⅠ酶切位点中的优良基因型,可作为分子标记应用于奶牛乳房炎抗性筛选。

奶牛CRP基因SNP的生物信息学分析

利用PCR-SSCP方法检测了CRP基因在中国荷斯坦奶牛群体中的单核苷酸多态性,并用各种网络分析软件分析了单核苷酸改变对其功能的影响。结果表明:CRP基因在P1引物扩增片段中存在PCR-SSCP多态性并引起编码氨基酸的改变。经测序分析可知,位于P1引物扩增片段内存在G→T突变,该突变位点使编码的氨基酸发生Q→H的改变。对引起编码氨基酸的P1位点进一步进行生物信息学分析发现,由于编码的改变引起新的转录结合们点vaccinia-term-s的产生,但没有引起其它CRP二三级结构的变化。这一分析结果可为奶牛CRP基因突变所产生的性状功能的改变提供分子水平的解释。

顶空进样气质联用法分析公山羊气味的挥发性成分

以西北农林科技大学萨能羊原种场的西农萨能种公羊为试验材料,利用Therm o Finnigan TR AC E D SQ气相色谱-质谱联用仪,Finnigan H S 2000顶空进样器,D B-5M S(30 m×0.25 m m×0.25μm)色谱柱,采用静态顶空方法对公山羊气味中的挥发性成分进行测定。结果共鉴定出16种挥发性物质,占总挥发性物质的93.55%,包括酮类5种、酯类3种、烷烃类3种、苯类3种、醛类2种,含量分别为4.16%、1.16%、85.82%、0.97%、1.44%。在发现的所有气味成分中,主要为C 6及部分低碳数的醛、酮和酯(包括饱和及不饱和化合物)等化合物,这些物质成分可能是低碳链脂肪酸合成的前体或代谢产物。

比较基因组学分析鉴定影响藏山羊耳朵大小的遗传位点

耳型是山羊的一个品种标准性状,但有关山羊耳型变异的遗传机制尚不清楚。利用来自西藏自治区仲巴县的正常耳和小耳藏山羊群体及前期测定的5个山羊群体的基因组序列,采用比较基因组学鉴定影响山羊耳朵大小的遗传位点。100 kb窗口大小和25 kb步长滑动窗口的全基因组FST以及HP比值的结果显示,2号染色体56.475~56.575 Mb基因组区域在两种耳型藏山羊之间分化程度最高(FST=0.36)。在该窗口内,30个SNPs位点的等位基因频率差异较大(△AF>0.5),特别是其中1个SNP位点(chr2:56559507,C>T)的△AF高达0.87。在7号染色体45.05~59.76 Mb区域内,受选择基因数量多达52个。对离异值窗口包含的372个基因进行富集分析,SPINK5、TCOF1、PPARD等基因显著富集在10个与哺乳动物耳朵发育相关的表型条目中;特别是SPINK5基因上游5kb处2个SNPs(c.-4283A>G、c.-4295G>A)的等位基因频率差异高达0.9和0.83。主成分分析结果表明,仲巴地区藏山羊的遗传组成与低海拔地方山羊品种更接近;而措勤地区藏山羊的遗传组成与其他山羊品种区别较大。初步鉴定到与藏山羊耳型变异相关的基因组区域,为深入研究山羊耳朵发育的分子机制提供依据;并揭示出不同地区藏山羊群体遗传组成存在较大差异。

哈萨克羊和藏绵羊尾部脂肪组织差异表达基因和可变剪接的鉴定与分析

为鉴定哈萨克羊和藏绵羊尾部脂肪组织的差异表达基因和可变剪接,分别提取6只(3公,3母)无亲缘关系的2岁成年哈萨克羊与藏绵羊尾部脂肪组织总RNA,构建2个高通量测序文库,利用TopHat2软件将短序列定位到绵羊参考基因组,采用cuffdiff软件分析基因表达丰度和差异表达基因。结果表明,共有19个基因在2个品种绵羊尾脂中的表达丰度均高于1 000FPKM,包括ADIPOQ、SPARC、VIM等。其中,2个品种尾部脂肪组织中表达量最高的转录本均定位于线粒体基因组5 331~14 154bp,该区域主要包含COX1、COX2、ATP8等基因,其表达丰度在哈萨克羊和藏绵羊中分别高达29 724.20和28 818.80FPKM。而FABP4则是表达丰度最高的核基因,在哈萨克羊和藏绵羊中的表达量分别为3 194.03和2 667.09。差异表达基因分析共鉴定出627个差异表达的基因,与藏绵羊尾部脂肪组织的表达量相比,哈萨克羊的尾部脂肪组织中共有221个上调基因和406个下调基因。其中,HBB基因表达量的变化倍数最大,下调约98倍。差异表达基因的富集分析结果表明,哈萨克羊尾脂中上调表达的基因主要参与脂肪酸代谢过程。另外,在2个品种尾脂中鉴定出11 870个可变剪接事件,其中383个为差异剪接事件。对相关差异表达基因和可变剪接的进一步研究将有助于揭示绵羊肥脂尾形成的分子机制。

山羊5个组织的全长转录组构建与分析

【目的】构建山羊(Capra hircus)全长转录组,旨在改进参考基因组的功能注释。【方法】利用PacBio长读段测序技术对南江黄羊肝、脾、肾周脂肪、背最长肌和睾丸5个组织的混合样本进行高通量测序;对原始数据进行校正、聚类去冗余,最后用KEGG数据库对预测转录本序列进行功能注释。【结果】质控后获得28 432条高质量一致性全长序列,其中99.49%的序列被成功比对到山羊基因组;得到源自9 879个基因的19 115个转录本。进一步分析得到表达基因总数的41.39%发生了可变剪接;其中起始外显子可变剪接占比最高(36.47%),外显子互斥占比最低(1.78%)。另外,144条序列未被比对到参考基因组上,这些序列的平均GC含量高达56.50%;利用KEGG数据库对其进行功能注释,揭示28个转录本与免疫系统相关。【结论】获得的测序数据全面涵盖混合样本中表达的转录本,证明了山羊基因组转录的复杂性。研究结果总体上提高了每个基因平均表达的转录本数量,证明可变剪接的广泛存在;未成功比对的转录本序列GC含量较高且许多转录本来自免疫基因的表达。

两个呼伦贝尔羊品系不同部位脂肪细胞形态及脂肪代谢相关基因表达差异分析

试验旨在探讨呼伦贝尔羊巴尔虎品系(半椭圆状尾)和短尾品系(小桃状尾)脂肪沉积差异的分子机制。随机选择处于相同饲养管理条件下5月龄呼伦贝尔母羊21只(其中巴尔虎品系11只、短尾品系10只),测量其体尺、尾型和胴体重指标。组织切片观察8个部位脂肪细胞的形态,测定脂肪组织甘油三酯(TG)含量,并进一步用实时荧光定量PCR检测脂肪代谢相关基因在不同脂肪组织中的表达差异。结果显示,同月龄两品系羊胴体重、体尺及尾型指标差异显著或极显著(P<0.05;P<0.01)。虽然两品系羊同一部位的脂肪细胞形态基本一致,但巴尔虎品系尾部脂肪细胞面积和体积均大于短尾品系(P<0.01),并且皮下、网膜和尾部脂肪组织中的TG含量在两品系羊间差异显著或极显著(P<0.05;P<0.01)。ATGL、PPARγ、C/EBPα和SREBP 4个脂代谢相关基因在巴尔虎品系个体中的mRNA水平均显著或极显著高于短尾品系(P<0.05;P<0.01);巴尔虎品系中ATGL和SREBP基因的表达与TG含量分别呈显著负相关和正相关(r=-0.965、0.972)。综上所述,两个呼伦贝尔羊品系在生长和脂肪代谢等方面存在较大差异。本研究结果可为进一步深入解析绵羊脂尾形成的分子机制提供理论依据。

高邮市环城绿色通道建设实践与思考

环城绿色通道是城市的生态隔离屏障,对改善城市人居环境、生态环境和投资环境,提高城市形象和品位具有重要作用。介绍了高邮市城市环城绿色通道建设的主要情况、成功做法和体会,对高邮城市发展建设有一定借鉴意义。

奶牛CRP基因多态性与奶牛乳腺炎及乳质乳量的相关性研究及生物信息学分析

选用400头中国荷斯坦奶牛取血样400份,每份各2管。根据奶牛CRP基因序列设计2对引物,利用PCR-SSCP技术检测CRP基因的多态性,并用透射免疫比浊法测定奶牛血清CRP水平,然后运用SPSS等统计学软件对其与乳房炎及乳质、乳量的关系进行统计分析。结果显示,在第1对引物的扩增片段中检测到多态位点,出现3种基因型(AA、AB、BB),第2对引物的扩增片段中并未检测到多态位点。将第1对引物所扩片段的不同基因型与奶牛乳腺炎的相关性作关联分析,结果3种不同基因型奶牛的体细胞数、乳质率、蛋白率、305d产奶量均无显著差异,但患乳房炎奶牛个体全为AA型。而CRP含量检测结果可知患乳房炎的奶牛与正常个体之间的血清CRP含量并无显著差异。

西藏山羊遗传进化研究及重要经济性状基因挖掘

西藏山羊的遗传特性、骨骼肌与胃肠道的生长发育、脂肪与色素沉积等方面研究空缺,限制了西藏山羊优良种质资源的保护与开发利用.该项目团队率先针对上述问题进行深入、系统的研究.